電學是初中物理的一大部分，在每年的中考中所占的分量與力學不相上下。電學也是中考的卡分點，區(qū)分度主要在電學與力學中體現(xiàn)。由于電學知識較難，提高電學知識的難度相對力學來說要高得多。所以說，學好電學就等于中考成功了一半。學好電學主要是要學會區(qū)分電路圖和懂得各物理量的計算方法。下面從幾個方面介紹電學知識。
一、連接方法
電路的連接方法不是串聯(lián)就是并聯(lián)（混聯(lián)在初中階段不要求掌握），沒有其他方法。
⑴分析要點：從電流的路徑數(shù)分析，也就是說從電源的正極出發(fā)，流到電源的負極。只有一條路徑的電路是串聯(lián)，有二條或二條以上路徑的電路是并聯(lián)。
例1 分析圖1甲、乙兩圖電路到底是串聯(lián)還是并聯(lián)。
圖1
解析：甲圖電流從電源正極出發(fā)，回到負極有三條路徑。分別是①電源正極→開關(guān)→L3→電源負極；②電源正極→開關(guān)→L2→電源負極；③電源正極→開關(guān)→L1→電源負極。所以是并聯(lián)電路。乙圖電流從電源正極出發(fā)，回到負極只有一條路徑：電源正極→L3→L2→L1→開關(guān)→電源負極。所以說是串聯(lián)電路。
?、齐妷罕?、電流表的處理方法：由于電壓表的電阻很大，所以在分析時作斷路處理。而電流表的電阻很小，故在分析時作短路處理。
例2 分析圖2甲、乙兩圖電路到底是串聯(lián)還是并聯(lián)。
圖2
解析：甲、乙兩圖電路看上去相似，但結(jié)果卻完全不同。在甲圖中，由于電流表當作短路，結(jié)果與例1甲圖一樣。乙圖電壓表作斷路，電流根本上流不過去，電流從電源正極出發(fā)，回到負極只有一條路徑：電源正極→開關(guān)→L3→L2→L1→電源負極。所以說是串聯(lián)電路。
二、三種測量儀器
1．電流表
電流表是串聯(lián)在被測電路中的，有兩個量程（0．6A和3A）。測量時不能超過它的量程外，還應注意，為了提高準確程度，如果被測電流不超過0．6A時，不應選用3A的量程。共用的接線柱多數(shù)是“—”，也有少部分是“+”。由于內(nèi)部電阻很小，所以不能直接接到電源兩極上。
2．電壓表
電壓表是并聯(lián)在被測電路中的，有兩個量程（3V和15A）。測量時不能超過它的量程外，還應注意，為了提高準確程度，如果被測電壓不超過3V時，不應選用15V的量程。共用的接線柱多數(shù)是“—”，也有少部分是“+”。由于內(nèi)部電阻很大，所以可以直接接到電源兩極上。如果電壓表與用電器串聯(lián)，用電器因為電流很小（幾乎為零）而不能工作。電壓表的示數(shù)則（幾乎）等于電源電壓。
例3 小明在進行測量小燈泡電功率實驗時，錯誤地將電路設計成如圖3所示的電路，并按該電路圖進行連接實物。請你分析，小明連接好實物后，電流表和電壓表的示數(shù)各是多少？（電源為兩節(jié)干電池）
解析：此時電壓表串聯(lián)在電路中，由于其電阻很大，故電路中電流很小，幾乎為零。所以電流表示數(shù)為0。根據(jù)公式U=IR，R越大，U越大。所以電壓表示數(shù)幾乎等于電源電壓，所以示數(shù)為3V。
3．電能表
電能表是測量用戶一段時間內(nèi)所消耗電能的儀表。它所記載的數(shù)據(jù)是類加的，最后一位數(shù)字表示小數(shù)點后的。它并聯(lián)在家庭電路進戶處的干路上。面板上的數(shù)字表示不同的物理意義。
例4 小華觀察到家庭電路中電能表面板上標有“2500r/Kw·h”字樣，問當電能表鋁盤轉(zhuǎn)過1000圈，家庭電路消耗了多少電能？
解析：2500r/Kw·h表示每消耗1Kw·h電能，電能表鋁盤轉(zhuǎn)2500圈。也就是說，鋁盤每轉(zhuǎn)一圈，消耗Kw·h電能。電能表鋁盤轉(zhuǎn)過1000圈，家庭電路消耗的電能就是W=
Kw·h×1000=Kw·h=0．4Kw·h。
三、三種狀態(tài)
1．通路
接通的電路叫通路。此時用電器能正常工作。
2．斷路（開路）
斷開的電路叫斷路或開路。此時用電器因為沒有電流通過而不工作。
3．短路
分為電源短路與局部短路兩種。
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不經(jīng)用電器直接連接電源兩極叫電源短路（就是課本所說的“短路”）。由于電路中電流很大，所以會燒毀電路和電源，故不允許。
?、凭植慷搪?/span>
在串聯(lián)電路中，某一用電器兩端被導線直接連通，就叫局部短路。如圖4，就叫L2短路。這種電路不但允許還被廣泛應用。
例5 八年級（2）班的同學為了防止晚上有賊進入宿舍偷東西，想設計一個電路，當賊推門進來宿舍時，電鈴馬上報警。請你幫他們設計一個電路。
解析：當賊推開門時，門會移動。我們可以把一根細導線安裝在門和門框之間，充分利用門的移動把細導線拉斷。如圖5所示：
四、各種應用機械或元件
1．滑動變阻器（電阻箱）
原理：通過改變接入電路中電阻絲的長度來改變接入電路中的電阻。
接法：串聯(lián)接入電路中，按“一上一下”接法。
銘牌上標有最大電阻值和允許通過的最大電流。
2．電動機
原理：通電導體在磁場中受到力的作用。
構(gòu)造：磁極、線圈、換向器、電刷。
3．發(fā)電機
原理：電磁感應現(xiàn)象。
構(gòu)造與發(fā)電機相同，只不過是稱呼不同而已。把換向器稱為銅環(huán)。
4．電磁繼電器
原理：通過控制低壓控制電路的通斷來間接控制高壓工作電路的通斷。
實質(zhì)：用電磁鐵控制電路通斷的開關(guān)。
分析方法：先分析控制電路，再分析工作電路。
例6 圖6是一種水位自動報警器的原理圖，水位沒有到達金屬塊A時，綠燈亮；水位到達金屬塊A時，紅燈亮。說明它的工作原理。[1]
解析：（分析控制電路）水位沒有到達金屬塊A時，繼電器線圈沒有電流通過，它的上面兩個觸點接觸，（分析工作電路）工作電路中綠燈與電源構(gòu)成回路，綠燈亮；（分析控制電路）當水位到達金屬塊A時，繼電器線圈有電流通過，它的下面兩個觸點接觸，（分析工作電路）工作電路中紅燈與電源構(gòu)成回路，紅燈亮。
五、串、并聯(lián)電路電流、電壓與電阻的關(guān)系
連接方法 | 電流 | 電壓 | 電阻 |
串聯(lián)電路 | I=I1=I2 | U=U1+U2 | R=R1+R2 |
并聯(lián)電路 | I=I1+I2 | U=U1=U2 |
或 |
注：三個電阻并聯(lián)總電阻的計算方法在中考中幾乎不考。
六、各種比例關(guān)系
1．串聯(lián)電路（見圖7）
?、烹娏麝P(guān)系
串聯(lián)電路中處處電流相等。因此通過R1和R2的電流之比：I1：I2=1：1。
⑵電壓關(guān)系
根據(jù)歐姆定律I=變形得到U=IR，又因為串聯(lián)電路中處處電流相等。因此R1兩端的電壓U1與R2兩端的電壓U2之比： U1：U2=IR1：IR2=R1：R2。
?、枪β赎P(guān)系
串聯(lián)電路中處處電流相等，根據(jù)功率的計算公式P=UI得到R1消耗的功率P1=U1I，R2消耗的功率P2=U2I。因此P1：P2= U1I：U2I=U1：U2。又因為 U1：U2=R1：R2。所以P1：P2= U1：U2=R1：R2。
2．并聯(lián)電路（見圖8）
?、烹妷宏P(guān)系
并聯(lián)電路中各支路電壓相等。因此R1兩端電壓U1與R2兩端電壓U2之比：U1：U2=1：1。
?、齐娏麝P(guān)系
并聯(lián)電路中各支路電壓相等，根據(jù)歐姆定律I=。通過R1的電流I1=，通過R2的電流I2=。所以通過R1的電流I1與通過R2的電流I2之比：I1：I2=：=R2：R1。
?、枪β赎P(guān)系
并聯(lián)電路中各支路電壓相等，根據(jù)功率計算公式P=UI。R1消耗的功率P1=UI1，R2消耗的功率P2=UI2。所以R1消耗的功率P1與R2消耗的功率P2之比：
P1：P2= UI1：UI2=I1：I2。又因為I1：I2= R2：R1。故P1：P2= I1：I2= R2：R1。
3．同一用電器（同一電阻）在不同電壓下消耗電功率的關(guān)系
當電阻R相同時，所消耗的電功率根據(jù)功率計算公式P=UI，推導得出P=UI=U·=。所以電阻R在電壓U1下消耗的功率P1=；在電壓U2下消耗的功率P2=。因此，電阻R在電壓U1下消耗的功率P1與在電壓U2下消耗的功率P2之比：
P1：P2=：=U12：U22；或p1：p2=I12R：I22R=I12：I22。
同理，也可以推導出電阻R消耗功率為P1時兩端的電壓U1與電阻R消耗功率為P2時兩端的電壓U2之比：U1：U2=。
七、用控制變量法決定電功率公式的使用
初中物理有關(guān)電功率的計算有四個公式（含推導公式）,它們分別是p=,p=UI,p=I2R和p=。對于這四個公式，在計算題中學生經(jīng)常弄不懂應該用哪一個，經(jīng)常被這四個公式搞得頭暈腦漲。初中物理實驗研究方法中有一個著名的“控制變量法”。也就是說一個物理量當它有可能受幾個因素影響的時候，我們研究它與哪一個因素的關(guān)系時就改變哪一個因素，其它因素都要控制不變。上面四個有關(guān)電功率計算的公式中分別有兩個物理量，我們在應用它們來解答物理計算題時，就應該認真審理題目所給的物理量中有哪一個是不改變的，有哪一個是改變的，不變量與改變量所組成的電功率公式就是我們所要應用的公式。
例7（2008成都）某電磁爐的額定功率是1．1KW,額定電壓是220V,接入某電路時,測得通過它的電流為4A,求（1）電磁爐的電阻是多少？（2）電磁爐的實際功率是多少？
解析：（1）題目給出了額定功率和額定電壓,根據(jù)公式“p=”推導得出
R===44Ω
?。?span>2）因為電磁爐的電阻是不變的，題目又給出了實際電流，故用公式
p=I2R=（4A）2×44Ω=704W
例8 一電阻絲通過的電流是3A，在t時間內(nèi)產(chǎn)生400J的熱量，現(xiàn)使通過電阻絲的電流增大到6A，則在t時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是 J。
解析：電爐絲的電阻不變，題目給出了電流，故應根據(jù)公式W=pt=I2Rt計算。
Q1=I12Rt=（3A）2 Rt=9A2 Rt =400J，
Q2= I22Rt=（6A）2 Rt=36A2 Rt=4Q1=1600J。
例9 隨著生活水平提高，家用電器日益增多。某戶對舊電路改造后，將保險絲的規(guī)格由5A換成8A，則該線路允許同時接入的用電器功率比原來增大了（ ）
A．1100W B．1760W C．660W D．2860W
解析：家庭電路電壓不變，為220V。題目給出了電流值，故用公式p=UI計算。
P1=UI1=220V×5A=1100W，
P2=UI2=220V×8A=1760W，
△P=P2-P1=1760W-1100W=660W，
所以選C
例10 家用電飯鍋的加熱和保溫狀態(tài)，如圖9為其工作原理圖。圖中R0為加熱電阻，R1保溫電阻。將電飯鍋接入220V的電路中，如果在加熱狀態(tài)消耗的總功率為1100W，保溫狀態(tài)消耗的總功率為220W。（1）開關(guān)S閉合時電飯鍋處于什么工作狀態(tài)？為什么？（2）求出加熱電阻R0和保溫電阻R1。[3]
解析：（1）電路電壓一定，S的閉合或斷開只是改變電路的總電阻。根據(jù)公式p=分析。U一定，S閉合使R1短路，電路電阻減小，功率p增大，所以是加熱狀態(tài)。
?。?span>2）電路電壓一定，為220V。當開關(guān)S閉合或斷開，只改變了電路的總電阻，所以根據(jù)公式p=變形得R=。
S閉合時，R1短路，只有R0接入電路，
R0===44Ω，
S斷開，R0和R1串聯(lián)，
R===2200Ω，
R1=R-R0=2200Ω-44Ω=2156Ω。
例11 如圖10所示是小明同學安裝的家用調(diào)光燈電路圖，燈泡上標有“PZ220—40”字樣，滑動變阻器的最大阻值為1210Ω。求調(diào)光燈功率的調(diào)節(jié)范圍。（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）[4]
解析：當滑動變阻器的滑片在左端時，燈泡的電壓為220V，所以燈泡的功率是40W。
當滑動變阻器的滑片在右端時，燈泡兩端的電壓和通過的電流都發(fā)生了改變，但燈泡的電阻不變，所以不是選公式“p=”就是選公式“p=I2R”。
RL===1210Ω，
I====A，
所以此時燈光功率p= I2R=（A）2×1210Ω=10W。
所以調(diào)光燈功率的調(diào)節(jié)范圍：10W～40W。
或：因為燈泡電阻與變阻器最大電阻相同，所以燈泡兩端的電壓與變阻器兩端的電壓相同，即均是110V。所以用公式p=計算得
p===10W。
例12 如圖11所示，R1：R2=2：3，求R1，R2消耗的功率之比。
解析：串聯(lián)電路處處電流相等，所以計算電功率應用公式“p=I2R”，故
P1：P2===2：3。
例13 如圖12所示，R1：R2=2：3，求R1，R2消耗的功率之比。
解析：并聯(lián)電路各支路電壓相等，所以計算電功率就用公式“p=”，故
P1：P2===3：2。
例14 一電阻R，分別接在電壓為200V和220V的電路上，消耗的電功率分別是P1和P2，求P1：P2。
解析：電阻R的阻值不變，電壓改變。所以選用電功率公式“p=”，故
P1：P2====100：121。
八、換位思考在電路分析題中的應用
換位思考的實質(zhì)，就是設身處地為他人著想，即想人所想，理解至上。如果單從字義理解，就是換個位置思考。初中物理電學分析題就常常要換個位置思考，不然很容易鉆進死胡同。
例15（2008年河南省中考題、圖13所示的是握力計的原理圖，其中彈簧上端和滑動變阻器滑片固定在一起，AB間有可收縮的導線，R0為保護電阻，電壓表可顯示壓力的大小。則當握力F增加時電壓表的示數(shù)將（ ）
A．變大 B．變小 C．不變 D．無法確定
解析：電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，測滑動變阻器兩端的電壓。當握力F增加時，滑動變阻器滑片向下移動，電阻變大，電路電流變小。如果用公式U=IR分析滑動變阻器兩端的電壓，電流I變小，滑動變阻器R變大，根本無法判斷。這時，就要換個位置思考了。電路中只有兩個用電器，滑動變阻器兩端電壓直接分析不了，那就分析定值電阻R0兩端電壓。R0兩端電壓U1=IR0，R0阻值一定，電流I變小，所以U1變小。那么滑動變阻器兩端電壓U2=U-U1，電源電壓不變，U1變小，所以U2變大。故選A。
例16（2006年無錫市中考題）如圖14電路，電源電壓不變，開關(guān)S閉合。在滑動變阻器滑片P向右移動的過程中，以下判斷正確的是（ ）
A．電壓表示數(shù)不變
B．電壓表示數(shù)變大
C．電壓表示數(shù)變小
D．電壓表示數(shù)先變大后變小
解析：電壓表并聯(lián)在滑動變阻器的兩端，測滑動變阻器兩端的電壓。滑動變阻器滑片P向右移動，電路總電阻變大，電流變小。如果用公式U=IR分析滑動變阻器兩端的電壓，電流I變小，滑動變阻器R變大，根本無法判斷。這時，就要換個位置思考了。電路中只有兩個電阻，滑動變阻器R兩端電壓直接分析不了，那就分析定值電阻R0兩端電壓。R0兩端電壓U1=IR0，R0阻值一定，電流I變小，所以U1變小。那么滑動變阻器R兩端電壓U2=U-U1，電源電壓不變，U1變小，所以U2變大。故選B。
九、特殊測量方法
伏安法是用電壓表和電流表測電阻的方法。原理是根據(jù)歐姆定律的變形公式R=。但如果在做用伏安法測電阻的實驗時，沒有電壓表或電流表，如何測量阻呢？
1．只有電壓表，沒有電流表的測量方法
解析：有電壓表，可以測量電壓。電流可以根據(jù)串聯(lián)電路電流處處相等的結(jié)論求出。如圖15所示。將滑動變阻器的滑片移到最大值位置，根據(jù)變阻器的銘牌可知接入電路的電阻為最大值R。用電壓表分別測出Rx和R兩端的電壓U1和U2，則Rx=。
2．只有電流表，沒有電壓表的測量方法
解析：有電流表，可以測出電流值。電壓可以根據(jù)并聯(lián)電路各支路電壓相等的結(jié)論求出。如圖16所示。將滑動變阻器的滑片移到最大值位置，根據(jù)變阻器的銘牌可知接入電路的電阻為最大值R。用電流表分別測出通過Rx和R兩端的電流I1和I2，則Rx=。
注：功率同樣可以用上述方法測量。
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